Исследование износостойкости и нагрузочной способности резин для шкивов грузоподъемного оборудования

В современном грузоподъемном и транспортном оборудовании на предприятиях аэрокосмической промышленности широко применяются полимерные тросы с грузоподъемностью до 60 т. Для создания требуемой тяговой способности поверхность стального шкива при контакте с полимерным тросом имеет резиновое покрытие. При этом к свойствам резин для покрытий предъявляется одновременно целый ряд требований: максимальный коэффициент трения (тяговая способность), высокая износостойкость (долговечность по износу), высокая нагрузочная способность (отсутствие катастрофического износа резины) и долговечность поверхностного слоя резины (отсутствие усталостных трещин за весь срок службы). Рассматривается контакт c резиновым покрытием троса из высокомодульного полиэтилена (HMPE). Экспериментально решены вопросы выбора составов резин для создания резиновых покрытий на рабочей поверхности тяжелонагруженных шкивов грузоподъемного и транспортного оборудования аэрокосмической промышленности при контакте с полимерным тросом. Составы резин оценивались по их трибологическим свойствам и нагрузочной способности. Описана конструкция стенда возвратно-поступательного движения и методика исследований коэффициента трения и износа резин. Конструкция стенда включает кривошипно-шатунную группу, систему нагружения образцов и систему измерения коэффициента трения. При испыта- ниях на стенде возможно изменение скорости возвратно-поступательного движения образцов от 0,02 до 0,5 м/с. В зависимости от веса грузов и размеров образцов давление на поверхности трения образцов может регулироваться в диапазоне от 0,2 до 20 МПа. Измерение коэффициента трения проводилось посредством тензобалки с тензодатчиками. Значение сигнала с выхода тензобалки измерялось цифровым запоминающим осциллографом PCS-500A, работающим в комплекте с компьютером. Износ резины определялся методом искусственных баз. Получены экспериментальные зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания от давления на контактирующих поверхностях резины и троса. Осмотр поверхностей резины после изнашивания и наблюдение за ходом экспериментов показали, что в данном случае происходит усталостное изнашивание резины, что соответствовало началу отделения макрочастиц резины. Установлено, что при определенном давлении установившийся режим изнашивания (линейная зависимость) переходит в катастрофический. Определены величины критических давлений для всех исследованных резин. Использование метода конечных элементов позволило создать конечно-элементную модель контакта троса с поверхностью резинового слоя на шкиве. На основании анализа этой модели изучены долговечность слоев различных резин с точки зрения образования усталостных трещин и их долговечность по изнашиванию.